使用 Wireshark 调试 HTTP/2 流量

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我们知道，HTTP/2 引入了二进制分帧层（Binary Framing），将每个请求和响应分割成为更小的帧，并对它们进行了二进制编码。与此同时，HTTP/2 沿用了之前 HTTP 版本中的绝大部分语义，上层应用基本上感知不到 HTTP/2 的存在，这一点可以通过浏览器的网络调试工具得到验证。以下是使用 Chrome 访问 HTTP/2 网站的截图，网络面板中显示的内容与 HTTP/1 网站相比，只有一些细微的区别（头部字段都是小写，多了一些冒号开头的头部等）。

那么究竟要如何调试 HTTP/2 流量呢？HTTP/2 中的 Server Push、Prioritization 等功能，要如何才能看到并分析呢？Chrome 本身提供了一个非常不错的工具，在 Chrome 地址栏输入 chrome://net-internals/#http2 即可进入。这个工具会列出浏览器当前所有活跃的 HTTP/2 Session，点击具体的 Session ID，可以看到全部帧信息。
但 Chrome 的工具看到的信息毕竟经过了解析和筛选，不如原始信息全面，也没办法在其他浏览器例如 Firefox 中使用。本文介绍一个更为通用的 HTTP/2 调试工具：Wireshark。
Wireshark 是一个无比强大的网络封包分析工具，大家对它应该不陌生。新版 Wireshark 才增加了对 HTTP/2 的支持，首先请从下面这个地址获取最新的安装包：

https://www.wireshark.org/download/automated/

根据自己系统选择合适的安装包后，全新或覆盖安装都可以。我在写本文时用的是「Wireshark 2.1.0-229-g3385c29 Intel 64.dmg」这个安装包。

Update @ 11.8，我今天试了一下官网的「Wireshark 2.0.0rc2 Intel 64.dmg（下载地址）」，也没问题。

由于主流浏览器都只支持 HTTP/2 Over TLS，也就是说当前 HTTP/2 网站都使用了 HTTPS，数据传输都经过了 SSL 加密。所以默认情况下，Wireshark 抓到的包是这样的，SSL 层之上的协议细节完全看不到：

另外一个著名的 HTTP 抓包工具 Fiddler 是通过开启本地代理进行抓包的，它能够解密 HTTPS 流量的原理很简单：首先 Fiddler 作为客户端跟服务端建立 TLS 连接，使用服务端的证书，处理请求和响应；然后 Fiddler 又作为服务端跟浏览器建立 TLS 连接，使用 Fiddler 的证书，处理请求和响应。所以 Fiddler 要解密 HTTPS 流量，需要先把它生成的根证书添加到系统受信任的根证书列表之中。
Wireshark 的抓包原理是直接读取并分析网卡数据，要想让它解密 HTTPS 流量，有两个办法：1）如果你拥有 HTTPS 网站的加密私钥，可以用来解密这个网站的加密流量；2）某些浏览器支持将 TLS 会话中使用的对称密钥保存在外部文件中，可供 Wireshark 加密使用。本文重点介绍第二种方法。
Firefox 支持生成上述第二种方式的文件，具体格式见这里：NSS Key Log Format。但 Firefox 只会在系统环境变量中存在SSLKEYLOGFILE 路径时才会生成它，先来加上这个环境变量（以 OSX 为例）：
BASHmkdir ~/tls && touch ~/tls/sslkeylog.log#zshecho "\nexport SSLKEYLOGFILE=~/tls/sslkeylog.log" >> ~/.zshrc && source ~/.zshrc#bashecho "\nexport SSLKEYLOGFILE=~/tls/sslkeylog.log" >> ~/.bash_profile && . ~/.bash_profile
接着，在 Wireshark 的 SSL 配置面板的 「(Pre)-Master-Secret log filename」选项中这个文件选上。如下图：

「SSL debug file」也建议配上，这样解密过程中的日志都会记录下来，便于调试。
通过终端启动 Firefox（确保能读取到环境变量）：
open /Applications/Firefox.app
这时候，再访问 HTTPS 网站，Firefox 应该会往 sslkeylog.log 文件中写入一些数据。检查无误后，就可以开启 Wireshark，选择合适的网卡开始抓包了（本文目的是抓取 HTTP/2 数据包，可以将 TCP 端口限定在 443，让抓到的数据少一些）：

新版 Wireshark 在配置了 TLS 加密后，会自动识别并解析 HTTP/2 流量。通过 Firefox 访问想要抓包的 HTTP/2 网站，根据 IP 和协议过滤一下，就可以轻松看到想要的 HTTP/2 数据包了。如下图：

这种方法也可以用在解密使用 HTTP/1 的 HTTPS 网站上，大家可以自己动手试一试。

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